เซลล์ยูคาริโอตมีบริเวณหรือส่วนต่างๆ ภายในเซลล์ ดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอ. ตัวอย่างเช่น จีโนมมนุษย์มีการจัดกลุ่มที่เรียกว่า introns และ exons ในลำดับการเข้ารหัส DNA และ RNA
อินตรอน เป็นส่วนที่ไม่ได้รหัสสำหรับโปรตีนเฉพาะในขณะที่ exons รหัสสำหรับโปรตีน บางคนเรียกอินตรอนว่า "ดีเอ็นเอขยะ" แต่ชื่อนี้ใช้ไม่ได้อีกต่อไปในอณูชีววิทยาเพราะอินตรอนเหล่านี้สามารถและมักจะใช้เพื่อจุดประสงค์
Introns และ Exons คืออะไร?
คุณสามารถแบ่งภูมิภาคต่าง ๆ ของยูคาริโอต DNA และ RNA ออกเป็นสองประเภทหลัก: อินตรอน และ exons.
Exons คือบริเวณการเข้ารหัสของลำดับดีเอ็นเอที่สอดคล้องกับโปรตีน ในทางกลับกัน, อินตรอน คือ DNA/RNA ที่พบในช่องว่างระหว่างเอ็กซอน พวกมันไม่มีการเข้ารหัส ซึ่งหมายความว่าไม่นำไปสู่การสังเคราะห์โปรตีน แต่มีความสำคัญสำหรับ การแสดงออกของยีน.
ดิ รหัสพันธุกรรม ประกอบด้วยลำดับนิวคลีโอไทด์ที่นำข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต ในรหัสแฝดสามนี้เรียกว่า a โคดอน, สามนิวคลีโอไทด์หรือรหัสฐานสำหรับหนึ่ง กรดอะมิโน. เซลล์สามารถสร้างโปรตีนจากกรดอะมิโน แม้ว่าจะมีเพียงสี่ประเภทเบส แต่เซลล์สามารถสร้างกรดอะมิโนที่แตกต่างกัน 20 ชนิดจากยีนที่เข้ารหัสโปรตีน
เมื่อคุณดูที่รหัสพันธุกรรม exons จะประกอบขึ้นเป็นขอบเขตการเข้ารหัสและมีอินตรอนอยู่ระหว่างเอ็กซอน อินตรอนถูก "ต่อ" หรือ "ตัด" ออกจากลำดับ mRNA ดังนั้นจึงไม่ถูกแปลเป็นกรดอะมิโนในระหว่างกระบวนการแปล
ทำไมอินตรอนถึงสำคัญ?
อินตรอนสร้างงานพิเศษให้กับเซลล์เพราะว่ามันทำซ้ำกับแต่ละดิวิชั่น และเซลล์จะต้องเอาอินตรอนออกเพื่อสร้างส่วนสุดท้าย ผู้ส่งสาร RNA (mRNA) ผลิตภัณฑ์ สิ่งมีชีวิตต้องทุ่มเทพลังงานเพื่อกำจัดพวกมัน
แล้วทำไมพวกเขาถึงอยู่ที่นั่น?
อินตรอนมีความสำคัญสำหรับ การแสดงออกของยีนและการควบคุม. เซลล์ถ่ายทอดอินตรอนเพื่อช่วยสร้างพรี mRNA Introns ยังช่วยควบคุมว่ายีนบางตัวได้รับการแปลที่ไหน
ในยีนของมนุษย์ ลำดับประมาณ 97 เปอร์เซ็นต์ไม่ได้เข้ารหัส (เปอร์เซ็นต์ที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการอ้างอิงที่คุณใช้) และอินตรอนมีบทบาทสำคัญในการแสดงออกของยีน จำนวนอินตรอนในร่างกายของคุณมากกว่าเอ็กซอน
เมื่อนักวิจัยลบลำดับ intronic ออกไป การแสดงออกของยีนเดียวหรือหลายยีนจะลดลง Introns สามารถมีลำดับการควบคุมที่ควบคุมการแสดงออกของยีน
ในบางกรณี introns สามารถทำให้เล็กได้ โมเลกุลอาร์เอ็นเอ จากชิ้นส่วนที่ถูกตัดออก นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับยีน พื้นที่ต่างๆ ของ DNA/RNA สามารถเปลี่ยนจากอินตรอนเป็นเอ็กซอนได้ นี้เรียกว่า ประกบทางเลือก และช่วยให้ลำดับดีเอ็นเอเดียวกันสามารถเข้ารหัสโปรตีนต่างๆ ได้หลายชนิด
บทความที่เกี่ยวข้อง: กรดนิวคลีอิก: โครงสร้าง หน้าที่ ประเภทและตัวอย่าง
อินตรอนสามารถสร้าง ไมโคร RNA (miRNA) ซึ่งช่วยควบคุมการแสดงออกของยีนขึ้นหรือลง ไมโครอาร์เอ็นเอเป็นสายเดี่ยวของโมเลกุลอาร์เอ็นเอที่มักจะมีประมาณ 22 นิวคลีโอไทด์ พวกมันเกี่ยวข้องกับการแสดงออกของยีนหลังจากการถอดรหัสและการปิดเสียง RNA ที่ยับยั้งการแสดงออกของยีน ดังนั้นเซลล์จึงหยุดสร้างโปรตีนบางชนิด วิธีหนึ่งในการนึกถึง miRNAs คือการจินตนาการว่ามันให้การรบกวนเล็กน้อยที่ขัดจังหวะ mRNA
Introns มีการประมวลผลอย่างไร?
ในระหว่างการถอดความ เซลล์จะคัดลอกยีนเพื่อสร้าง ก่อน mRNA และรวมทั้งอินตรอนและเอ็กซอน เซลล์ต้องลบบริเวณที่ไม่ได้เข้ารหัสออกจาก mRNA ก่อนการแปล การประกบอาร์เอ็นเอทำให้เซลล์สามารถลบลำดับอินตรอนและรวมเอ็กซอนเพื่อสร้างการเข้ารหัสลำดับนิวคลีโอไทด์ การกระทำ spliceosomal นี้จะสร้าง mRNA ที่โตเต็มที่จากการสูญเสียอินตรอนที่สามารถดำเนินการแปลต่อไปได้
Spliceosomesซึ่งเป็นเอ็นไซม์เชิงซ้อนที่มีอาร์เอ็นเอและโปรตีนรวมกัน ดำเนินการ อาร์เอ็นเอประกบ ในเซลล์เพื่อสร้าง mRNA ที่มีลำดับการเข้ารหัสเท่านั้น หากพวกมันไม่กำจัดอินตรอน เซลล์ก็สามารถสร้างโปรตีนที่ไม่ถูกต้องหรือทำอะไรไม่ได้เลย
Introns มีลำดับเครื่องหมายหรือจุดต่อที่ spliceosome สามารถจดจำได้ ดังนั้นจึงรู้ว่าต้องตัดส่วนใดของ intron ที่เฉพาะเจาะจง จากนั้น spliceosome สามารถติดกาวหรือยึดชิ้นส่วน exon เข้าด้วยกันได้
การประกบแบบทางเลือก ดังที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ทำให้เซลล์สามารถสร้าง mRNA ได้ตั้งแต่สองรูปแบบขึ้นไปจากยีนเดียวกัน ขึ้นอยู่กับวิธีการต่อประกบ เซลล์ในมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ สามารถสร้างโปรตีนที่แตกต่างจากการประกบ mRNA ระหว่าง ประกบทางเลือก, pre-mRNA หนึ่งตัวถูกประกบกันตั้งแต่สองวิธีขึ้นไป การต่อประกบจะสร้าง mRNA ที่โตเต็มที่ที่แตกต่างกันซึ่งกำหนดรหัสสำหรับโปรตีนต่างๆ